交叉張弦桁架結構的下弦節(jié)點緊固裝置及緊固張拉方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種緊固裝置，尤其涉及一種交叉張弦桁架結構的下弦節(jié)點緊固裝置及緊固張拉方法，屬于鋼結構領域。
【背景技術】
[0002]張弦桁架結構是將上弦剛性受壓構件通過撐桿與下弦拉索組合在一起形成自平衡受力體系，是一種大跨度預應力空間結構體系，也是混合結構體系發(fā)展中的一個成功的創(chuàng)造。張弦結構作為一種新型的結構形式，今年來在各種大跨結構中得到了越來越廣泛的應用，其結構體系由抗彎剛度較大的桁架桿件和高強度拉索組成，適應空間結構大跨度、輕型、受力合理、簡潔的發(fā)展趨勢，提高了桁架結構的整體穩(wěn)定性，使結構能跨越較大的空間，能充分利用索材的高強抗拉性，調(diào)整體系的內(nèi)力分布，降低內(nèi)力幅值，從而提高結構的承載能力。桁架結構的拉索沿主結構交叉呈“X”型布置，其中拉索端頭位于桁架端部，這樣的布置使構件受力更加合理，體系更加簡潔、造型更加美觀。但同時也帶來了一系列問題，在張弦桁架中，下弦的預應力拉索難與豎向撐桿有效的連接并緊固，致使拉索容易偏心，增加摩擦力，預應力損失較大，緊固件受力屈曲，并最終導致預應力施工完成后交叉張弦桁架結構的索、撐桿、桁架構件的實際內(nèi)力大小及分布與設計不符，這將對整個弦支結構的力學性能產(chǎn)生不利影響。
[0003]目前張弦桁架結構預應力施工常用方法有:(I)單向張拉法。(2)雙向張拉法。而索與豎向撐桿的之間的幾何關系以及兩者之間的摩擦性質(zhì)、張拉順序等必然影響預應力損失，并最終導致預應力施工完成后張弦桁架結構的索、撐桿、桁架構件的實際內(nèi)力大小及分布與設計不符，這將對整個張弦桁架結構的力學性能產(chǎn)生不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種結構緊湊，可以使拉索和撐桿有效連接并使預應強度提升的交叉張弦桁架結構的下弦節(jié)點緊固裝置及緊固張拉方法。
[0005]本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:
[0006]—種交叉張弦桁架結構的下弦節(jié)點緊固裝置，包括撐桿連接件，所述的撐桿連接件中設有撐桿端板，所述的撐桿端板的底部與撐桿連接件間設有十字形弧形插板，所述的十字形弧形插板的底部形成內(nèi)凹狀的穿索球腔，所述的撐桿連接件的下端設有一對左右對稱的外凹槽，所述的穿索球腔中設有穿索球，所述的穿索球中設有穿索孔道。
[0007]作為優(yōu)選，所述的撐桿端板的上部設有撐桿十字加勁肋板，所述的撐桿十字加勁肋板和十字形弧形插板分別與撐桿連接件相嵌接，所述的撐桿十字加勁肋板的外壁與和撐桿連接件的外壁、十字形弧形插板的外壁與撐桿連接件的外壁分別呈同一水平面分布，所述的撐桿端板的邊緣向撐桿連接件外延伸，所述的撐桿端板的外徑大于撐桿連接件的外徑。
[0008]作為優(yōu)選，所述的十字形弧形插板包括短弧形插板和長弧形插板，所述的短弧形插板與長弧形插板呈十字狀分布，所述的長弧形插板的底部設有內(nèi)凹狀的半圓形凹槽，所述的短弧形插板的底部設有內(nèi)凹狀的弧形凹槽，所述的弧形凹槽的兩側端分別設有向上傾斜的操作斜板，所述的操作斜板與外凹槽呈配接分布，所述的外凹槽呈“ η ”形狀。
[0009]作為優(yōu)選，所述的穿索球由二個半球組成，二個半球由4個均勻分布的螺栓相緊固，所述的穿索孔道設在二個半球間；所述的撐桿連接件的底部設有封板。
[0010]作為優(yōu)選，所述的外凹槽的直徑與穿索孔道的直徑相等，所述的穿索孔道的內(nèi)壁設有拉毛層。
[0011]交叉張弦桁架結構的下弦節(jié)點緊固裝置的緊固張拉方法，按以下步驟進行:
[0012](I)、下弦節(jié)點與預應力拉索的安裝:
[0013]①、將撐桿連接件等強焊接于撐桿的下端；
[0014]等強焊接:一種焊接方式，各部分焊接的強度相等；
[0015]②、運用轉盤進行放索，采用移動平車法把拉索由桁架一端向另一端逐漸放開，使拉索保持直線狀運移至安裝胎架上并平躺，在與撐桿對應位置安裝穿索球；
[0016]③、采用牽引千斤頂在桁架兩端將拉索提升，當拉索預留精確標志接近撐桿連接件的凹槽下端10?30mm時，將一端拉索頭就位；
[0017]在提升過程中，以1/2跨度處距離為控制目標，開動桁架另一端的油栗，從拉索頭一端到另一端逐個將拉索球從下往上嵌入該榀所有與撐桿連接件中的十字弧形插板的下端的半圓形凹槽中，把拉索、拉索球與撐桿連接件固定并定位，將另一端拉索頭就位；
[0018]索頭引入支座，索體卡入緊固裝置；
[0019]④、待前一榀張拉完成后依次類推完成其他下弦節(jié)點與預應力拉索的安裝；
[0020](2)、預應力索張拉:
[0021]步驟(I)后，對第一榀主桁架進行拉索張拉；
[0022]拉索張拉:采取每榀桁架雙向同步分級張拉方法，每榀桁架設有四個張拉點，按整個張弦桁架結構從左到右的順序張拉預應力索，每榀桁架兩端預應力索超張拉到105%?108%預應力施工理論值，張拉分三級O40%—80%— 105%?108% ；
[0023]每枯?析架:以結構某一主受力體系為一枯?析架；
[0024]雙向同步分級張拉方法的方法，使預應力索及桁架結構逐步進入受力狀態(tài)，防止局部構件破壞及結構變形。
[0025]作為優(yōu)選，步驟(2)中，在張拉過程中，考慮到后續(xù)主結構檁條、屋面板對結構的影響，索預應力施工控制值比預應力施工理論值超張拉多5%?8%。
[0026]有以下效果:
[0027](I)、施工精度高:由于采用了交叉張弦桁架結構的下弦節(jié)點緊固裝置，可以更加簡單、準確、有效的進行下弦節(jié)點緊固，使在索受力后該緊固裝置仍能加緊連續(xù)索，不移位，并能防止拉索的偏心，減少張拉力的損失，不會對拉索產(chǎn)生影響、而且美觀、防腐效果良好。因此保證了拉索，豎向撐桿等的預應力精度。
[0028](2)、施工成本低:采用的交叉張弦桁架結構的下弦節(jié)點緊固裝置構造簡單、易操作，而施工精度高，可避免反復調(diào)整索力的時間、人力物力等資源，因此施工成本大幅度降低。
[0029](3)、結構使用安全:由于采用鑄鋼件進行緊固，其承載力高，且能有效防止在下弦拉索張拉時對緊固件的局部破壞，防止緊固件受力屈曲，增加了結構的安全性。
[0030](4)、施工工效高:交叉張弦桁架結構采用分階段、分批次、分級兩端同時張拉方法施工速度快，方法簡單易行，成效明顯。
[0031]本發(fā)明提供交叉張弦桁架結構的下弦節(jié)點緊固裝置及緊固張拉方法，結構合理，施工精度高，施工成本低，增加鋼結構安全性，施工工效高。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的立體結構示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明的結構示意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明的左視結構示意圖；
[0035]圖4是本發(fā)明的右視結構示意圖；
[0036]圖5是本發(fā)明中穿索球的結構示意圖；
[0037]圖6是本發(fā)明的張拉單元的結構示意圖；
[0038]圖7是本發(fā)明的張拉流程I的結構示意圖；
[0039]圖8是本發(fā)明的張拉流程II的結構示意圖；
[0040]圖9是本發(fā)明的張拉流程III的結構示意圖；
[0041 ]圖10是本發(fā)明的張拉流程IV的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0042]下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。
[0043]實施例1:如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10所示，一種交叉張弦桁架結構的下弦節(jié)點緊固裝置，包括撐桿連接件1，所述的撐桿連接件I中設有撐桿端板2，所述的撐桿端板2的底部與撐桿連接件I間設有十字形弧形插板3，所述的十字形弧形插板3的底部形成內(nèi)凹狀的穿索球腔4，所述的撐桿連接件I的下端設有一對左右對稱的外凹槽5，所述的穿索球腔4中設有穿索球6，所述的穿索球6中設有穿索孔道7。
[0044]所述的撐桿端板2